銀河系中心暗物質的解釋又遭打擊？

近10年來，天文學家一直在研究一種來自銀河系中心的神秘漫射輻射。最初認為這種輻射可能起源於許多研究人員希望找到的難以捉摸的暗物質粒子。然而來自阿姆斯特丹大學的物理學家和「安妮-維爾-德體格理論」實驗室的物理學家們現在發現了進一步的證據，即快速旋轉的中子星更有可能是這種輻射的來源，研究結果發表在《自然天文學》上。通過費米望遠鏡對銀河系中心區域伽瑪射線輻射的觀測，發現了一種神秘的擴散和擴展的輻射。這種輻射在近10年前被發現，在粒子物理學界引起了很大的轟動。

觀測到的來自星系盤的伽馬射線發射，圖中為凸起區域；這些插圖分別顯示了來自暗物質和恆星的過量輻射的預期輪廓。研究人員能夠證明，恆星的輪廓與測量結果吻合程度要比暗物質的輪廓好得多。圖片：Christoph Weniger, University of Amsterdam/FermiLAT

因為它具有從內部星系中暗物質粒子的自我湮滅中尋找已久的所有特徵，找到這樣一個信號將證實，迄今為止只有通過對其他物體的引力作用觀察到的暗物質，是由新的基本粒子組成。此外它將有助於確定這些難以捉摸的暗物質粒子質量和其他性質。然而最近的一項研究顯示，可以說，天體物理學對過量輻射的最佳解釋是，在銀河系中出現了數千顆快速旋轉的中子星，它們被稱為毫秒脈衝星(毫秒脈衝星)，而迄今為止，在其他頻率上觀測不到它們。

哪裡有恆星，哪裡就有輻射

進行這項研究的研究人員之一克里斯托弗·韋尼格(Christoph Weniger)說：詳細了解過量輻射的形態(位置和形狀)和光譜(聯合頻率)對於區分暗物質和星系中心的天體物理解釋是至關重要的。阿姆斯特丹大學(University of Amsterdam)的研究人員和法國研究中心(National de la Recherche Scientifique)研究小組「Annecy-le-Vieux de體質理論」的一項新研究發現了有力證據，表明碳釋放實際上似乎來自於星系隆起(即「四方形凸起」)和中心(「核隆起」)中大量恆星質量的區域。

恆星質量(水平軸)和伽馬射線光度(垂直軸)與「boxy膨脹」(藍色)和「核膨脹」(綠色)的比較。還顯示了對銀河系盤(紅色)的毫秒脈衝星預測和附近仙女座星系(粉色的M31)膨脹。恆星質量和亮度與內星系(虛線)之間比例是成比例的，這表明神秘的過量輻射極有可能是恆星起源，而不是來自於暗物質。圖片：Christoph Weniger, University of Amsterdam

此外，研究人員發現星系隆起和中心的光與質量比例是一致的，所以伽馬射線GeV的輻射是在星系內部恆星質量的精確追蹤器，這個研究是基於一種新的分析工具，它是由研究人員自己開發的，自適應約束模板，由研究人員自己開發的，它將物理模型與圖像分析相結合。這一發現支持毫秒脈衝星對過量釋放的解釋，因為無論是暗物質信號還是其他天體物理解釋都不能顯示出這種相關性。這一結果將有助於指導即將到來的無線電搜索，在銀河系中，這個隱藏的毫秒脈衝星與MeerKAT和未來的平方公里陣列相結合，這使得這些即將到來的搜索更加有希望。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻 :《Nature Astronomy》｜研究/來自：Delta理論物理研究所，DOI: doi.org/10.1038/s41550-018-0531-z

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